| 研究課題/領域番号 |
16K05754
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| 研究機関 | 滋賀県立大学 |
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研究代表者 |
秋山 毅 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (20304751)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 超分子 / ｎ型有機半導体 / 有機薄膜太陽電池 |
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| 研究実績の概要 |
フラーレン類は特徴的な電子受容性を示し、n型半導体としても各種有機電子素子に用いられている。このフラーレン類を主鎖に含む高分子型のn型半導体材料を簡便に得ることができれば、基礎科学と実用応用の双方の観点から魅力的な材料となり得る。
研究代表者らは、フラーレンを主鎖に含む高分子の実現を目指してフラーレン-ジアミン付加体を開発し、電子受容体あるいはn型半導体材料として機能することを実験的に見出し、いち早く報告してきた。本研究ではこれらの成果を基に、超分子化学に基づいた一次元フラーレン重合体を合成し、その構造と特性の相関を見いだすことを目的として検討を進めている。
平成２８年度は、フラーレンに結合する部位を備える“単量体”となるフラーレン誘導体の合成について検討を進めた。フラーレンとホスト分子からなる包摂錯体は良好な水溶性あるいは分散性を示し、水溶媒中で重合反応が進行しているものと考えられる結果を得た。
また、当該錯体の重合体の構造について、原子間力顕微鏡や吸収・発光特性の検討を行い、フラーレン骨格が重合反応の進行に伴って置換されていることを強く示唆する結果を得た。
さらに、上記の包摂錯体の重合体と素構造が類似しているフラーレン重合体の組織化膜を電子輸送層として用いた有機薄膜太陽電池の光電変換特性について検討し、重合体の組織化膜の膜厚と太陽電池特性に強い相関があることを見出し、次年度以降の研究推進の基礎となる知見を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成２８年度は、（１）フラーレン重合体の合成、（２）フラーレン重合体の構造解析と光化学特性の評価、（３）フラーレン重合体の電子材料特性評価、を行った。
まず、フラーレン重合体の合成については、フラーレンに結合する部位を備える“単量体”となるフラーレン誘導体の合成について検討を進め、フラーレンとホスト分子からなる包摂錯体の作成条件の検討および当該錯体を用いる重合反応条件の検討を主として行なった。特に、フラーレンとホスト分子からなる包摂錯体は良好な水溶性あるいは分散性を示し、水溶媒中で重合反応が進行しているものと考えられる結果を得た。
当該錯体の重合体の構造について、原子間力顕微鏡や吸収・発光特性の検討を行い、フラーレン骨格が重合反応の進行に伴って置換されていることを強く示唆する結果を得た。また、フラーレン重合体の電子特性評価については、上記の包摂錯体の重合体と素構造が類似しているフラーレン重合体の組織化膜を電子輸送層として用いた有機薄膜太陽電池の光電変換特性について検討し、重合体の組織化膜の膜厚と太陽電池特性に強い相関があることを見出し、次年度以降の研究推進の基礎となる知見を得た。
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| 今後の研究の推進方策 |
フラーレンとホスト分子からなる水溶性あるいは水分散性錯体の重合体生成条件の最適化を進める必要がある。また、当該錯体を基にした重合体の電子材料特性の詳細な検討を行う。
これらの検討の後、フラーレンーホスト分子包摂錯体を基にした重合体の構造ライブラリの構築、関連する諸特性の評価と検討を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究の進展に伴い、実験に必要な高額消耗品であるメノウ製粉体ミルの再選定が必要となったが、その判断が平成28年度中に終了しなかったため。また、当初、平成28年度の本研究の成果の一部を年度末に発表する予定としていたが、これを延期することにしたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
粉体ミルの再選定が完了し、平成29年度に購入予定である。また、平成28年度の研究成果発表を平成29年度中に行う予定としている。これらに相当する金額と当初申請していた平成29年度の使用予定助成金額をあわせて、平成29年度に使用する予定である。
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